1.1 物质结构研究的内容 学案 2023-2024学年高二下学期化学苏教版（2019）选择性必修2

1.1　物质结构研究的内容 【学习目标】 1.能结合已有知识描述常见物质的微观结构,分析物质结构与其性质之间的关系。 2.能从物质的微观结构出发解释或预测物质的宏观性质。 3.认识物质结构研究对化学科学发展的重要意义。 【合作探究】 【学习情境】 物质的结构如微粒之间的作用、分子的构型、手性等决定物质的物理性质、化学性质、生物活性和生理活性等。如研究镧系元素结构和性质的关系,可以找到功能奇特的光、电、磁等材料;研究材料的结构和性能的关系,可以得到强度大、密度小、稳定性好、耐腐蚀的材料;又比如金刚石和石墨烯的组成元素相同,但性质差异很大:金刚石是自然界中天然存在的最硬的物质,其晶体呈空间网状结构,金刚石的用途非常广泛,常用于制造工艺品、切割工具等;石墨烯是一种由碳原子构成的呈蜂巢晶格的二维碳纳米材料,它具有优异的光学、电学、力学特性,在材料学、微纳加工、能源等方面具有重要的应用。石墨在高温、高压下形成人造金刚石。 任务1　认识物质的特征结构 【新知生成】 1.钠原子在化学反应中容易　　　　最外电子层上的1个电子,形成带1个单位正电荷的　　　　,钠元素表现出强的　　　　性;氯原子最外层有7个电子,在化学反应中倾向于　　　　1个电子,形成带1个单位负电荷的　　　　,氯元素表现出强的　　　　性。 2.反应+2H++2e-发生在乙醇分子的　　　　(填名称)官能团上,即—OH失去1个H,与—OH相连的C原子上也失去1个H,形成新的　　　　,乙醇分子转化成　　　　　分子(含　　官能团),这个过程也被称为　　　　反应。 3.氮气分子含有　　　　　键,在通常条件下很　　　　,难以参加化学反应。因此,在固氮研究中,需要改变反应条件,如　　　　、　　　　、　　　　　等,氮气分子才能转化为氮的化合物。研究物质的特征结构,可以帮助我们获得很多有用的信息,设计反应的条件,解释反应生成的产物等。 【答案】1.失去　Na+　金属　获得　Cl-　非金属 2.羟基　C=O双键　乙醛　醛基　氧化(去氢)　3.N≡N　稳定　升温　加压　加催化剂 【核心突破】 　　典例1　石墨烯是由碳原子构成的单层片状结构的新材料(结构示意图如右),可由石墨剥离而成,具有极好的应用前景。下列说法正确的是 (　　) A.石墨烯与石墨互为同位素 B.0.12 g石墨烯中含有约6.02×1022个碳原子 C.石墨烯是一种有机物 D.石墨烯中碳原子间以共价键相结合 【答案】D 【解析】同位素的对象是核素,A项错误;0.12 g石墨烯中碳原子的物质的量为0.01 mol,所含碳原子数约为6.02×1021,B项错误;有机物一般含有碳、氢元素,是化合物,而石墨烯是单质,C项错误;石墨烯中碳原子间均通过共用电子对即共价键相结合,D项正确。 　　典例2　我国发射航天飞船时,火箭的起动炸药为氢化锂(LiH)、氘化锂(LiD)和氚化锂(LiT)。下列有关氢化锂、氘化锂和氚化锂说法正确的是 (　　) A.等物质的量的LiH、LiD和LiT中所含质子数不相同 B.LiH、LiD和LiT是氢元素的同素异形体 C.三种物质都能与水剧烈反应表现出较强还原性 D.三种物质的化学性质和物理性质完全不同 【答案】C 【解析】H、D、T是氢元素的不同原子,它们之间互为同位素。等物质的量的LiH、LiD和LiT中所含质子数相同,A项错误;同素异形体是指同种元素形成的不同单质,B项错误; LiH能与水反应:LiH+H2OLiOH+H2↑,LiH表现出较强还原性,LiH、LiD和LiT的化学性质相似,C项正确;三种物质的化学性质相似,物理性质有差异,D项错误。 归纳总结　物质结构研究的内容 物质的结构包括构成物质的微粒(原子、分子、离子等)的结构以及微粒之间的相互作用(化学键、分子间作用力等)、分子的构型、手性等。 　　训练1　化学与人类生活、社会可持续发展密切相关。下列说法正确的是 (　　) A.“神舟十三号”运载火箭的结构部件中的铝合金因其密度小、抗腐蚀性能好等优点成为关键材料 B.中科院首次实现了人工CO2合成淀粉,淀粉、蛋白质和油脂是人体必需的高分子营养物质 C.燃煤中加入CaO主要是为了减少温室气体的排放 D.T-碳是一种新型三维碳结构晶体,与C60互为同位素 【答案】A 【解析】铝合金因其密度小、抗腐蚀性能好,故可以用于“神舟十三号”运载火箭的结构部件,A项正确;油脂是高级脂肪酸甘油酯,不是高分子化合物,B项错误;加入氧化钙可与煤燃烧生成的二氧化硫在氧气中发生反应生成硫酸钙,二氧化硫排放量减少,但在高温下反应生成二氧化碳,燃煤中加入CaO后可减少酸雨的发生,但不能减少温室气体的排放量,C项错误;T-碳与C60都是含碳元素的单质,互为同素异形体,D项错误。 任务2　揭示物质结构与性质的关系 【新知生成】 1